Лекційний матеріал з предмету

«Робочі машини»

Викладач Клюд О.В.

2014р.

Лекція №1

Тема. Класифікація машин. Загальні проблеми машинознавства.

Мета: Вивчити класифікацію машин. Засвоїти основні поняття та технічні характеристики робочих машин.

План

1 Класифікація машин.

1.1 За призначенням

1.2 За ступенем універсальності

1.3 За ступенем автоматизації

2 Загальні характеристики

3 Функційна структура машин.

4 Конструктивна структура машин.

6 Наукові основи машинознавства.

Запитання для самоконтролю

1. Дати визначення поняттю: машина, ланка, механізм.

2. Як класифікують машини?

3. Як класифікують машини за ступенем автоматизації?

4. Назвіть загальні проблеми машинознавства?

Самостійна робота: «Науково- технічний прогрес» реферат.

«Розрахунок, проектування та випробування машин».

Маши́на (від лат. machina, від дав.-гр. Μηχανή — пристрій, засіб, знаряддя) — технічний об’єкт, який складається із взаємопов’язаних функціональних частин (деталей, вузлів, пристроїв, механізмів та ін), що використовує енергію для виконання покладених на нього функцій. Традиційно, під машиною розуміють технічну систему, яка виконує або допомагає у виконанні якогось виду роботи. Проста машина — механізм, який перетворює напрям або величину сили без споживання енергії.

Машини використовуються для виконання певних дій з метою зменшення навантаження на людину або повної заміни людини при виконанні конкретного завдання і є основою для підвищення продуктивності праці.

Історично, спочатку машину класифікували як пристрій що містив рухомі частини і служив для перетворення механічної енергії. Проте з появою і розвитком електроніки з'явились технічні об'єкти без рухомих частин, наприклад — електронна обчислювальна машина.

Робочі

Види машин

Енергетичні

Транспортні

Інформаційні

Арифмометри, калькулятори, персональні комп’ютери

Літаки, автомобілі, вертольоти, велосипеди

Турбіни, двигуни внутрішнього згорання, електродвигуни

Верстати,

сівалки,

швейні машини

Робочою машиною називається машина, призначена для перетворення матеріалів. За допомогою робочих машин проводиться зміна форми, властивостей, стану і положення предмета праці. Pабоча машина складається з наступних механізмів: рухового, передавального і виконавчого.

Pабочі машини підрозділяються на транспортні і технологічні - машини.

Машини класифікують:

• За призначенням

• За ступенем універсальності

• За ступенем автоматизації

Практично будь-яку машину можна зарахувати до однієї з трьох груп:

Енергетичні машини — це машини, що перетворюють один вид енергії в інший, до них відносяться:

двигуни, машини, котрі перетворюють різні види енергії у механічну роботу (електродвигуни, парові машини, гідротурбіни, двигуни внутрішнього згоряння);

Робочі машини — це машини що використовують механічну чи іншу енергію для перетворення і переміщення предметів обробки та вантажів. До них відносяться:

• технологічні машини і апарати — млини, печі, верстати, преси тощо, котрі призначенні для змінювання розмірів, форми, властивостей або стану предмета обробки (сировини).

• транспортні та підйомні машини — канатні дороги, конвеєри,ракети, крани, екраноплани тощо, котрі призначені для переміщення вантажів та людей у просторі.

Інформаційні машини — це машини, що призначені для перетворення, обробки та передачі інформації (ЕОМ, музичні інструменти, апарати зв'язку та інші пристрої передачі, обробки і зберігання інформації).

Тенденцією розвитку сучасних машин є створення комбінованих машин — машинних агрегатів. Машинним агрегатом називається технічна система, що складається з однієї або декількох уніфікованих агрегатів, сполучених послідовно або паралельно, і призначена для виконання певних необхідних функцій. Зазвичай до складу машинного агрегату входять: двигун, передавальний механізм (їх може бути декілька або не бути зовсім) і робоча або енергетична машина. В наш час до складу машинного агрегату часто включають інформаційну машину.

Використання інформаційних машин для керування енергетичними та робочими машинами привело до появи кібернетичних машин, здатних адаптуватися під зміни оточуючого середовища на основі використання систем штучного інтелекту: (роботи, маніпулятори, машини-автомати та гнучкі виробничі системи). Поєднання різних робочих машин в одній конструкції привело до появи машин-комбайнів, а комбінування різних енергетичних машин дало поштовх до розвитку гібридних конструкцій.

За ступенем універсальності

Машини за ступенем універсальності поділяють на три групи: універсальні, спеціалізовані, спеціальні.

Універсальні машини призначені для здійснення різнопланових технологічних та транспортних операцій, пов'язаних з обробкою та переробкою різноманітних предметів обробки, енергетичних чи інформаційних потоків. Це найпоширеніша група машин, до яких можна віднести універсальні металорізальні верстати, ковальсько-пресові машини, транспортні та транспортуючі машини. Перелік операцій чи робіт, які виконуються універсальною машиною, досить широкий. Машини, які використовуються для виконання дуже великого діапазону робіт, називаються широкоуніверсальними. Сюди ж можна віднести персональні комп'ютери, функції яких будуть залежати від виду програмного забезпечення, що виконується на них у даний момент.

Спеціалізовані машини призначені для обробки чи переробки об'єктів однієї номенклатури, що відрізняються формою, розміром чи властивостями (зубообробні чи різьбонарізні верстати, доменні печі, вальцювальне обладнання, сільськогосподарські машини, друкарські машини тощо). До цієї групи можна віднести програмовані логічні контролери, функції яких обмежуються колом задач керування, для яких вони створені.

Спеціальні машини призначені для обробки чи переробки предметів праці тільки певної форми і розмірів, певних властивостей або тільки для виконання якоїсь специфічної роботи чи операції. Це можуть бути верстати для обробки, наприклад, лопаток газових турбін, автомобілі для перевезення тільки певного виду вантажу (цементовози, бензовози, панелевози) тощо. Тут, також можна згадати електронні пристрої (вимірювальні, побутові, зв'язку і т.д.) побудовані на однокристальних ЕОМ, де схемно і програмно закладено саме ті функції, які властиві даному приладу.

За ступенем автоматизації

За ступенем автоматизації усі машини поділяються на машини з ручним керуванням, автомати і напівавтомати.

1) Машини з ручним керуванням виконують свої функції тільки за безпосередньої участі в їх роботі людини. Людина здійснює пуск машини, управління роботою всіх її механізмів та зупинку машини після виконання певних робіт чи операцій (металорізальні та деревообробні верстати, будівельні машини, транспортні та транспортуючі машини, швейні машини тощо).

2) Автомат — самостійно діюча машина, яка виконує свою функцію згідно із заданою керуючою програмою без безпосередньої участі людини у процесі обробки, перетворення, передавання та використання матеріальних об'єктів, енергії чи інформації. Розрізняють машини-автомати технологічні (наприклад, металорізальні верстати-автомати, ливарні автомати, автоматизовані агрегати тощо), енергетичні (автоматичні прилади і засоби енергосистем, електричних машин i мереж), транспортні (автостоп, автопілот), обчислювальні машини, торговельні (автомат для приготування страв, магазин-автомат), побутові автомати. Залежно від умов роботи і виду енергії, що використовується, існують автомати, які включають механічні, гідравлічні, електричні (електронні), пневматичні та комбіновані пристрої.

3) Автоматизовані засоби (напівавтомати) — це машини, в яких робочий цикл, що здійснюється на основі попередньо заданої керуючої програми, переривається і для його повторення необхідне обов'язкове втручання людини (кава-машина, НВЧ-пічка та ін.).

Машина відповідає своєму призначенню тільки в тому випадку, якщо вона характеризується наступними необхідними характеристиками:

• продуктивність — чим вона вища, тим нижча собівартість продукції;

• економічність — машина повинна мати великий коефіцієнт корисної дії, займати меншу площу, витрачати менше енергії, палива, забезпечувати підвищену точність, вимагати менших затрат праці на обслуговування і ремонт тощо. Всього цього можна досягнути вдосконаленням конструктивної схеми машини, раціональним вибором основних її параметрів і конструктивних форм, використанням автоматичних систем для регулювання і керування машиною та забезпеченням оптимізації робочого режиму.;

• експлуатаційна надійність — властивість машини виконувати задані функції, зберігаючи при цьому свої експлуатаційні показники в допустимих межах, протягом наперед заданого проміжку часу. Показником надійності може бути ймовірність безвідмовної роботи машини в призначеному інтервалі часу при мінімальних ремонтних витратах. Чим ближча ймовірність безвідмовної роботи до одиниці, тим вища надійність машини;

• довговічність — здатність машини і її вузлів протистояти впливу старіння, зносу, корозії тощо, визначає такий стан машини, при якому вона здатна виконувати задані функції з параметрами щодо вимог технічної документації із збереженням міцності, незмінності форми і розмірів, стійкості проти спрацьовування, потрібної механічної жорсткості, тепло–і вібростійкості. Роботоздатність деталей машин забезпечується наданням їм відповідних розмірів і форм, раціональним добором матеріалів для виготовлення їх з використанням зміцнюючих технологій, застосуванням антикорозійного захисту і відповідного змащування;

• технологічність конструкції — ступінь відповідності конструкції машини оптимальним умовам виробництва при заданому масштабі випуску продукції;

• екологічність машини — здатність її виконувати свої функції без шкідливого впливу на навколишнє середовище. Екологічність при проектуванні і конструюванні забезпечується використанням технологічно чистих джерел енергії, запобіганням шкідливому забрудненню виробничих приміщень, нейтралізацією продуктів робочого процесу машини, відповідною герметизацією робочих об'ємів машини, використанням матеріалів для деталей із урахуванням можливості їх утилізації після виходу з ладу, забезпеченням виконання функції машини з низьким рівнем шуму та вібрацій.

• безпечність в експлуатації характеризує придатність конструкції машини до нормальної експлуатації протягом визначеного технічною документацією строку служби без аварійних руйнувань, небезпечних для обслуговуючого персоналу, виробничого обладнання, а також інших суміжних об'єктів.

• вартість — залежить у першу чергу від маси машини, чим вона менша, тим більша економія металу і тим нижча вартість машини. На вартість впливає і багато інших факторів, таких як: ступінь досконалості технологічного процесу виробництва, ступінь уніфікації конструкції машини, вартість матеріалів і покупних виробів необхідних для її виготовлення і т.д.

Насамперед машина повинна повністю відповідати вимогам і нормам конструкторської документації, технічних умов і стандартів.